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第7章 海水温度的垂直分布之谜（第2页）

在白天，太阳辐射不断加热海洋表层，使得混合层温度上升；而在夜间，海洋表层通过长波辐射向大气散热，温度逐渐降低。

太阳辐射的强度和照射时间随纬度和季节而变化，这直接导致了不同纬度和季节海水温度垂直分布的差异。

在热带地区，太阳辐射全年较强，海洋表层能够持续获得较多的热量，从而形成较高的混合层温度和明显的温跃层；而在高纬度地区，太阳辐射较弱，海洋表层获得的热量有限，混合层温度较低，温跃层也相对不明显。

###海气相互作用

海气相互作用对海水温度垂直分布有着重要影响。

海气之间存在着热量、动量和物质的交换。

当大气温度高于海水温度时，热量从大气传递到海洋，使海水温度升高；反之，当大气温度低于海水温度时，热量从海洋传递到大气，海水温度降低。

海气之间的热量交换主要通过感热通量和潜热通量来实现。

感热通量是指由于海气温度差而引起的热量传递，潜热通量则是指海水蒸发过程中吸收的热量以及水汽凝结时释放的热量。

此外，海气之间的动量交换会产生风浪，风浪的搅拌作用会使海洋表层的海水混合更加均匀，影响混合层的厚度和温度分布。

###海洋环流

海洋环流是影响海水温度垂直分布的另一个重要因素。

海洋环流包括风生环流和热盐环流。

风生环流主要是由风应力驱动的，它在海洋表层形成大规模的洋流。

这些洋流可以携带不同温度的海水，改变海水温度的分布。

例如，暖流通常携带温暖的海水，使得流经区域的海水温度升高；寒流则携带寒冷的海水，降低流经区域的海水温度。

热盐环流是由海水的温度和盐度差异驱动的，它在海洋深层形成缓慢的环流。

热盐环流通过将不同温度和盐度的海水在垂直和水平方向上进行输送，对海水温度的垂直分布产生重要影响。

例如，在北大西洋，热盐环流将温暖的表层海水向北输送，在高纬度地区冷却下沉，形成深层冷水，然后向南流动，这一过程影响了整个大西洋海水温度的垂直分布。

###海水的混合与扩散

海水的混合与扩散过程也会影响海水温度的垂直分布。

海水的混合包括分子扩散和湍流扩散。

分子扩散是由于分子的热运动而引起的物质传输，它在海水温度的垂直分布中起到一定的作用，但作用相对较小。

湍流扩散则是由于海水的湍流运动而引起的物质传输，它在海洋中更为重要。

湍流扩散可以使不同温度的海水相互混合，削弱温度梯度，影响温跃层的强度和深度。

例如，在海洋表层，风浪和海流的作用会产生强烈的湍流，使得混合层内的海水温度更加均匀；而在温跃层中，湍流扩散的强度相对较弱，但仍然会对温度分布产生一定的影响。

此外，海洋中的内波也会引起海水的混合，内波在传播过程中会使海水发生垂直运动，促进不同层次海水的混合，改变海水温度的垂直分布。

##海水温度垂直分布的特殊现象

###逆温层的出现

在某些特殊情况下，海水温度的垂直分布会出现逆温层。

逆温层是指海水温度随深度增加而升高的现象，与正常情况下温度随深度降低的趋势相反。

逆温层的形成通常与特定的地理环境和气象条件有关。

例如，在一些封闭或半封闭的海域，如地中海，由于蒸发量大，降水少，海水盐度较高。

当上层海水因蒸发而盐度升高、密度增大时，可能会下沉，导致下层相对较暖的海水被抬升，从而形成逆温层。

此外，在一些河口地区，淡水与海水的混合也可能导致逆温层的出现。

当大量淡水注入海洋时，淡水较轻，会漂浮在海水上层，形成一个相对温暖的淡水层，而其下方的海水温度则相对较低，出现逆温现象。